SUNRISE utvecklar fjärde generationens kärnkraft

Avancerad, säker och hållbar kärnkraft, inom den så kallade fjärde generationen, har potential att påverka världen på ett mycket positivt sätt eftersom tekniken passar utmärkt att samverka med vatten-, vind- och solkraft. Vid forskningscentrumet SUNRISE, arbetar forskare med reaktordesign, säkerhetsanalys och materialdesign, samt förbereder konstruktionen av framtidens blykylda forsknings- och demonstrationsreaktor i Oskarshamn.

Sverige är världsledande i utvecklingen av blykylda snabba reaktorer och avancerade bränslen. SUNRISE är ett forskningscentrum som finansieras av SSF och huvudsakligen drivs som ett samarbete mellan KTH, Uppsala universitet och LTU. Forskningscentrumet innebär att Sverige tar ett konkret steg mot att utveckla teknik, kunnande och kompetens kring ny avancerad kärnkraft. Ambitionen är att lösa de tekniska problemen som återstår på vägen mot konstruktion och drift av en svensk blykyld forskningsreaktor i Oskarshamn. Den reaktor som utvecklas inom ramen för SUNRISE ska tillhandahålla kommersiella tjänster till kunder och erbjuda forskningsmöjligheter till akademiska institutioner och forskningsinstitut. Reaktorn kommer också att fungera som en demonstrationsenhet för en avancerad kärnkraftsteknik som kan kommersialiseras storskaligt inom 15 år.

Kolla in Elina Charatsidous YouTube-kanal. Klicka här

Kartlägger blyets egenskaper
– SUNRISE är ett banbrytande och strategiskt viktigt forskningsprojekt, inte minst för framtidens energiförsörjning. En angelägen fråga i projektet är att snabba på godkännandeprocessen för att kunna använda bly som kylmedel i stället för vatten. Inom ramen för projektet pågår därför ett intensivt experimentellt arbete som ska kartlägga blyets egenskaper. Vi studerar hur strålskador försämrar materialens säkerhetsmarginaler, så vi kan förutse när en viss komponent behöver bytas ut. Vi optimerar även kärnbränslet för att passa i små blykylda reaktorer, säger Elina Charatsidou, SUNRISE-doktorand.

Reaktordesign och säkerhetsanalys
En viktig milstolpe var när designen av den planerade forskningsreaktorn SUNRISE-LFR publicerades.
– Jag ingår i teamet som arbetar med reaktordesign och säkerhetsanalyser av den nya reaktorn. Vi har utvecklat en analytisk designmetod som är utformad för att designa små metallkylda reaktorer som är passivt säkra och förlitar sig på naturlagar i stället för aktiva system i händelse av en olycka. Nu pågår en process där vi tar in feedback på designen från våra forskarkollegor. Att designa en forskningsreaktor som är säker och kostnadseffektiv är i allra högsta grad ett tvärvetenskapligt teamarbete, säger Fredrik Dehlin, SUNRISE-doktorand.
Inom ramen för SUNRISE pågår arbetet med att optimera och kvalificera nya avancerade stål som hittills inte använts för kärntekniska installationer, och att utveckla nya beläggningar som vi kan använda till pumpar och andra kritiska system.
– Vår doktorandkollega Christopher Petersson har bevisat att det korrosionsbeständiga FeCrAl-stålet Kanthal EF 100 inte lider av försprödning i flytande bly, vilket är av avgörande betydelse. Vi har även utvecklat en metodik för att studera nötning av de speciella stål som behövs i blykylda reaktorer i den miljö som de utsätts för, säger Daria Kolbas, SUNRISE-doktorand.

Framtida kärnbränsle
Forskarna har på senare tid rönt stora framgångar inom forskning och utveckling av det framtida kärnbränslet urannitrid.
– Vi utvecklar en metod som optimerar övergången från urandioxid till urannitrid. Erfarenheten av att använda urannitrid i kärnkraftsindustrin är för närvarande mycket begränsad. Vi utvecklar därför en metod som går ut på att vi startar upp reaktorn med urandioxid, för att därefter successivt och systematiskt introducera urannitrid, säger Fredrik Dehlin.
Elina Charatsidou har skapat en YouTubekanal där hon informerar allmänheten om sin forskning och om hur kärnenergi fungerar.
– Via YouTubekanalen presenterar jag framtidens kärnkraftsforskning på ett lättillgängligt sätt för allmänheten. Jag betraktar det som mitt ansvar som forskare att upplysa och informera allmänheten dels om kärnenergi, dels om den forskning som pågår inom ramen för SUNRISE, säger Elina Charatsidou.